一种钉子，尤其是用于钉子固定装置的钉子的制作方法

1.本发明涉及一种钉子，尤其是用于钉子固定装置的钉子，其由专用或主要木质纤维材料制成，并具有限定钉轴线的钉柄、设置在钉柄前端的钉尖和设置在钉柄后端且设计为比钉柄宽的钉头。


背景技术：

2.长期以来，钉子被称为紧固件。它们主要由金属制成，例如钢、铝、铜等。然而，金属钉也有缺点。例如，尽管采取了镀锌等防腐蚀措施，但钢钉在不利条件下容易生锈，尤其是在钉子上的材料处于酸性条件下时。对于富含单宁的木材来说尤其如此，这种木材由于其耐用性而被用于室外，例如用于外墙和露台。当暴露在风化条件下时，钉子区域会出现不希望的从深到黑色的变色。使用不锈钢等级的补救措施是可能的，但成本非常高。另一个缺点是，散布着钢钉的木制品的回收成本很高。
3.由于这个原因，主要由木质纤维素材料制成的钉子被用作替代物，例如竹子或类似形式的木材或木本植物材料。长期以来，这种木钉只有在要钉的基底上预先设有孔，然后将钉子打入该孔中时才能使用。然而，最近的发展使得在诸如气动打钉机之类的钉子的固定装置的帮助下将木钉直接打入木材成为可能，而木质材料不需要预先钻孔。应特别参考申请人的wo 2016/180900 a1，其中已知用于钉固定器的钉带，其由钉柄和钉尖组成的钉子由木材或木质材料制成，并通过连接装置相互连接，当钉子固定时，连接装置会自动剪断。de 10 2017 100748a1中公开了另一种包括钉柄、钉尖和钉头的钉子，该钉子可由木材等材料制成。已知钉子的一个缺点是，它们仅在有限的范围内适用于将立面板连接到下部结构，因为无法以规定的方式确定头端对板材料的穿透深度，并且存在立面板从头端滑落的风险。换言之，用已知的木钉固定在立面面板上的安全性得不到充分保证。
4.因此，本发明的目的是制造上述类型的钉子，该钉子适用于将立面面板固定到下部结构上。


技术实现要素：

5.为了解决这个问题，本发明提供了一种上述类型的钉子，其特征在于，钉柄、钉尖和钉头具有圆形横截面，以及所述钉柄和钉头通过过渡区域连接，该过渡区域朝向钉头变宽，并且所述过渡区域的环形外表面向所述钉轴呈凹形弯曲。
6.这种钉子特别适合于将立面板紧固到子结构上，例如紧固到木质结构上。由于圆形钉头比钉体厚，结合具有凹形外表面的加宽过渡区域，即朝向钉轴向内弯曲，实现了极好的钉子拔出特性。此外，立面面板另外由过渡区域和钉头支撑，从而可以确保立面面板在子结构上的牢固固定。
7.根据本发明的具有圆形横截面的钉子可以通过车削或车床车削由棒材的简单方式制造。
8.优选地，过渡区域的外表面在横截面上具有圆弧截面，并且尤其在90
°
的圆周角上
延伸。有利的是，外表面的曲率半径≥0.3mm，优选≥0.6mm，并且特别优选为0.8mm。在这些范围内的曲率半径已经获得了特别好的拉出强度。
9.为了进一步支持拔出强度，规定过渡区域直接从前端表面开始，特别是从钉头的前外圆周边缘开始，和/或连续合并到钉柄中。
10.在本发明的另一个实施例中，钉头为圆柱形，钉头尤其具有至少为5.0mm和/或至多为7.0mm的直径。优选地，直径为6.3mm
±
0.3mm。有利地，钉头的直径比邻近过渡区域的钉轴的轴向端部的直径大25％到40％。特别是，钉头直径比邻近过渡区的钉轴轴向后端部直径大34
±
1％。
11.在本发明的另一实施例中，钉头的总长度为≥1.5mm和/或≤4.5mm，尤其是3.0mm至3.2mm。通过这种方式，实现了用根据本发明的钉子固定的立面面板的充分支撑。此外，相对较高的头部形状抵消了在固定过程中由于钉头的冲击而导致的头环表面断裂。
12.根据本发明的一个实施例，根据本发明的钉子的总长度至少为50mm和/或至多为90mm，特别是至多为80mm，特别优选至多为70mm，并且优选为60mm。这意味着根据本发明的钉子可用于所有普通立面面板厚度。
13.有利地，邻近过渡区域的钉柄的轴向后端部分具有恒定直径，其尤其是至少3.5mm和/或至多5.5mm并且优选为4.7mm。
14.根据本发明的一个实施例，钉柄在其整个长度上具有恒定的横截面。因此，钉子可以很容易地钉入立面面板。
15.可选地，钉柄可以具有邻近轴向后端部的轴向柄部，在该轴向柄部上形成有锚固结构，每个锚固结构具有朝向钉尖成圆锥形逐渐变细的结构段，锚固结构优选以相同的方式形成。这考虑到了这样一个事实，即根据木材建筑的通用标准，需要异形钉柄来进行永久静态拔出。
16.锚固结构可以具有最大结构直径，该最大结构直径比邻近过渡区域的钉柄的轴向后端部的柄直径大，特别是大至少1.5％和/或大至多3％，优选大2％至2.2％。在本发明的一个特别优选的实施例中，最大结构直径为4.8mm。当钉柄在其邻近过渡区域的轴向端部具有4.7mm的直径时，该实施例特别有用。
17.在本发明的一个实施例中，锚固结构具有最小结构直径，该最小结构直径比邻近过渡区域的钉柄的轴向后端部分的柄直径小，特别是小至少8％和/或至多12％，优选小8.3％至8.7％。优选地，最小柄直径为4.3mm。
18.具有锚固结构的实施例的另一实施例的特征在于，在每种情况下，最大结构直径出现在圆锥形逐渐变细结构段的面向钉头的后端，最小结构直径出现在它们的前端。
19.在该实施例的有利的进一步发展中，提供了锚固结构，其具有两级过渡段，该两级过渡段沿纵向位于圆锥形逐渐变细结构段的后面，其第一后过渡级具有圆形段状横截面，其第二前过渡级具有圆形段状横截面，第二过渡级的曲率半径大于第一过渡级的曲率半径，第一过渡级的曲率半径特别是0.2mm，并且第二过渡级的曲率半径特别是0.25mm。
20.优选地，具有圆锥形逐渐变细结构段和过渡部分的锚固结构的总长度为至少2mm和/或至多2.3mm，其中锚固结构优选地具有2.1mm的总长度。
21.在其上形成锚固结构的轴向轴部可直接邻近钉尖。可选地，具有与邻近过渡区域的轴向后端部的轴直径相对应的恒定直径的前轴向端部可以设置在两者之间。该前端部的
轴向长度特别是在0.5mm和1.5mm之间，并且优选为1mm。
22.钉尖的尖角优选在60
°
到120
°
的范围内，尤其是90
°±3°
。
23.根据本发明的一个实施例，规定钉子由木材和/或木质材料制成，尤其是有机粘合木质材料，优选树脂粘合层压木材或含有木质纤维素纤维的树脂粘合纤维复合材料。
24.有机粘合木质材料优选含有三聚氰胺或酚醛树脂作为合成树脂，这使得钉子具有特别好的稳定性。
25.有机粘合的木基材料有利地包含至少10重量％，特别是至少15重量％的合成树脂，其中合成树脂含量优选为20重量％。
26.根据本发明的一个实施例，钉子包含密度大于0.65g/cm3、尤其是密度大于0.85g/cm3、优选密度大于1.0g/cm3或密度大于1.1g/cm3的材料。
27.此外，本发明创造了一种包含多个根据本发明的钉子的钉带。这种钉带可用于钉固定装置，尤其是气动打钉器。
28.最后，本发明建议使用根据本发明的钉子或根据本发明的钉带将立面板固定到子结构，特别是固定到木结构上。
附图说明
29.参考附图，基于以下对根据本发明的钉子的两个实施例的描述，对本发明的进一步特征和优点进行了描述。附图显示
30.图1是根据本发明一个实施例的钉子前视图；
31.图2是图1细节ii的放大图；
32.图3是图1中钉子的平面图；
33.图4是根据本发明另一实施例的钉子透视图；
34.图5是图4所示钉子的前视图；
35.图6是图5的vi部分的放大图；
36.图7是图5的vii部分的放大图；和
37.图8是平面图中图5的钉子。
具体实施方式
38.图1至3和4至8显示了本发明钉子1的两个实施例。钉子1主要由密度大于1.1g/cm3的木质纤维材料组成。在本例中，木质纤维材料是具有多个层的合成树脂粘合层压木材形式的有机粘合木材材料。可选地，木质纤维材料也可以是含有木质纤维的合成树脂粘结纤维复合材料。在本实施例中，有机粘合的木基材料含有超过15重量％的合成树脂。在本实施例中，合成树脂含量约为20重量％。
39.钉子1包括限定钉轴x的钉柄2、布置在钉柄2前端的钉尖3和布置在钉柄2后端并相对于其加宽的钉头4，其中向钉柄2加宽的过渡区域5在钉柄2和钉头4之间延伸。钉轴2、钉尖3、钉头4和过渡区域5均具有圆形横截面。
40.钉尖3呈圆锥形并且具有位于60
°
和120
°
范围内的尖角α，且在所示实施例中为90
°±3°
。可选地，可以提供弹道式钉尖3，其尖角在钉尖3的前端和钉尖3的后端之间在到钉柄2的过渡处测量。在这种情况下，钉尖3优选设计成尖的，但是也可以是圆形的。
41.钉头4是圆柱形的，并且在钉子的纵向方向上具有1.5mm至4.5mm的长度，在这种情况下为3mm。钉头3的外径dk在5.0mm至7.0mm的范围内，并且在所示的例子中为6.3mm。重要的是，钉头4的直径比邻近过渡区域5的钉轴2的轴向后端部分的直径dk大25％至40％，特别是34.1％，其位于3.5mm和5.5mm之间的范围内，并且在所示的实施例中为4.7mm。
42.钉轴2和钉头4之间的过渡区域5从钉轴2朝向钉头4变宽。过渡区域5的环形外表面朝向钉轴线x弯曲，即凹入，并且在横截面中，即在穿过钉子1的纵向截面中，外表面具有在90
°
的圆周角上延伸的横截面中的圆弧部分的形状。外表面直接从钉头4的前外周边缘开始，并连续并入钉柄2。因此，圆弧形部分具有曲率半径r，该曲率半径r≥0.3mm，优选≥0.6mm，并且在图示的实施例示例中为0.8mm。
43.钉子1的总长度在50mm和90mm的范围内，在图示的实施例中，总长度为58mm。
44.在图1至3所示的钉子1中，钉柄2在其整个长度上具有恒定的直径。
45.图4至图8所示的根据本发明的钉子1的实施例与图1至图3所示的实施例的不同之处在于，钉柄2在其整个长度上的连续横截面不平滑。相反，在这种情况下，只有邻近过渡区域5的钉柄2的后端部2a是平滑的，具有4.7mm的恒定直径。该轴向后端部2a延伸超过15mm的距离。
46.沿钉尖3方向与该轴向后端部2相邻的轴向柄部2b没有光滑的外表面。相反，锚固结构6形成在该轴向柄部2b上，每个锚固结构都有朝着钉尖3呈圆锥形逐渐变细的结构段6a和在后部与之相邻的过渡段6b。轴截面上总共提供了15个此类锚固结构6，每个锚固结构的形成方式相同。
47.具体而言，锚固结构6的最大结构直径d1大于与过渡段5相邻的钉柄2的后端部2a的柄直径ds。在这种情况下，最大结构直径d1应至少比钉柄2的后端部2a的柄直径大1.5％和/或至多大3％。在图示的实施例中，最大结构直径d1为4.8mm，并且在每种情况下均位于面向钉头4的圆锥形逐渐变细结构段6a的后端处。换句话说，最大结构直径d1比钉柄2的轴向后端部2a的柄直径ds大2.1％。
48.锚固结构6在圆锥形逐渐变细结构段6a的前端具有最小结构直径d2，其小于与过渡区域5相邻的钉轴2的后端部2a处的轴直径ds。在这种情况下，最小结构直径d2应小于钉轴2轴向后端部分的轴直径ds至少8％和/或至多12％。在图示实施例示例中，最小柄直径d2为4.3mm，因此它比柄直径ds小8.5％。
49.位于朝向钉头4的圆锥形逐渐变细结构段6a后侧的过渡段6b分为两个级形成，每个过渡级都具有圆形截面。第二过渡级的曲率半径k1大于第一过渡级的曲率半径k1。在所示示例中，第一过渡级的曲率半径k1为0.2mm，第二过渡级的曲率半径k2为0.25mm。
50.在其上形成有锚固结构6的轴向柄部2b和钉尖3之间存在有恒定外径的前端部2c，该前端部2c对应于靠近过渡区5的钉柄2的轴向后端部2a的柄部直径，轴向长度为0.5mm至1.5mm，这里是1mm。
51.根据本发明的钉子1可以通过车削或车削加工由实心材料(特别是棒材)制成。
52.附图标记
53.1钉子
54.2钉柄
55.2a钉柄的后端部
56.2b带锚固结构的柄部
57.2c钉轴前端部
58.3钉尖
59.4钉头
60.5过渡区域
61.6埋头孔结构
62.6a圆锥形结构段
63.6b过渡段
64.α尖角
65.d1结构直径
66.d2结构直径
67.r曲率半径
68.ds直径
69.dk直径